高速公路工程试验检测管理信息系统研究

韦柳娟

（广西交建工程检测咨询有限公司，广西 南宁 530000）

0 引言

随着我国公路基建工程的迅猛发展，传统的数据采集体系已经很难应对日益庞杂的试验检测数据需求，要想解决数据冗杂难题、提高处理效率，需要结合建设工程中研发出一项科学合理的检测数据管理信息系统，运用信息化管理手段进行检测数据的实时录入、处理及分析等各项系统功能，只有将优化的管理体系融入系统软件中，才可以实现工程信息管理的标准化和现代化[1]。本文基于上述背景，以优化信息管理系统为着眼点，定位于高速公路检测数据的处理、分析及管理，并依据现状着重对管理体系的构建理念进行阐述，以期在未来实现对试验检测管理信息系统的优化。

1 高速公路工程试验检测管理现状分析

高速公路工程建设中会产生一系列的海量质量管控数据，这其中包括试验检测数据。由于道路工程等建设具有不可恢复性等基础特征，因此在高速公路的工程建设中处理施工工艺、质量管控等环节出现的大量数据，会投入大量的人力、物力，对于工期的影响十分大。由于公路建设具有工程量大、周期长、工艺复杂等特点，这就使得采用原始的人力采集试验检测数据的手段不再适用，如何利用有限的人力、物力来准确地处理海量的试验检测数据，是需要当今各个工程试验检测单位共同面对的难题之一。根据笔者统计，截至2022年初，我国具有质量监督员资质的不足80万人，这与日益增长的基础建设形成鲜明对比，试验检测单位中的专业技能人员缺乏，极大地影响了公路工程的建设质量[2]；除此以外，试验检测单位对于实验数据的准确性、及时性及规范性有待提升，通过数据搜集发现部分检测机构有试验造假现象，并且填写较不规范，数据的兼容性差、记录混乱，分析原因，无非是人员的专业素质较低，而且由于数据量较大，为了追赶工期就会进行数据造假，致使检测数据记录流于形式，进而影响了公路工程的施工进度及质量。

2 高速公路工程试验检测管理设计

2.1 结构设计

高速公路工程的试验检测信息系统由实验室、现场工地、施工单位、设计单位等机构组成，本次信息系统的结构设计应该面向施工建设的整体，这样便于对试验检测数据进行科学的结果反馈。该系统最终的结果导向只有两个：①形成竣工检验数据报告，并以此评判建设工作质量；②可以有效指导下一步骤的施工质量管控，避免试验检测数据流于形式。高速公路工程试验检测管理信息系统角色架构图如图1所示。

图1 系统角色架构图

2.2 明确检测数据工序流程

高速公路工程的试验检测主要分为原材料检测与实地测绘检测两种，高速公路工程试验检测管理信息系统要科学准确地采集数据且进行一定的统计分析工作，这也是为日后的试验检测竣工材料的收集和整理打下扎实基础。对于试验检测工作来说，在进行数据处理及图形绘制过程中均不需要人工进行操作，实现数据的实时采集与相应表格的自动生成，并依据实际需要进行数据终端程序的智能化更新。在该系统中，试验检测数据可分为试验规程的程序编写、检测数据的差值校正及分析曲线的数据处理等[3]。除此以外，该系统仍需要进行试验检测数据的远程监控采集和数据的分类、归档，并支持多种检测数据的综合查询工作，进而生成其质量检测管控分析趋势图，以此全面系统掌握项目工程的技术检验基础数据，试验检测工序流程如图2所示。

图2 试验检测工序流程图

2.3 运用虚拟组织实现信息数据交互

虚拟组织是通过时间、空间及结构3个维度的互相结合形成的，这就使得组织中的各项成员可以跨越时空的束缚，灵活地安排工作进度和时间。在当下的高速公路建设中，每一次的施工技术交底均需要各个建设单位参与协作，进而极有可能导致数据信息的及时性得不到保障，但基于虚拟组织进行信息化的数据交流，则会很好地提升信息的沟通效率。

2.3.1 施工计划管理设计

在高速公路建设中，对于施工计划的管理是一项极为重要的工作，它可以通过建设工期的具体人物设定，对工程建设中的所有具体项目安排进行科学合理的规划与分配。通过项目管理中有组织、有计划的前期调研、督导审查、技术交底及详细的质量管控措施，进而指导其有条不紊地施工，以便实现建设工程目标。施工计划顺序图如图3所示。

图3 施工计划顺序图

2.3.2 合同管理设计

在高速公路建设中，甲方业主需要和设计单位、监理单位、承包单位、采购单位等签订一系列合同工，其合同管理设计需要具备动态性、系统性和周期性，合同管理流程主要如下：项目立项—审批—签订—变更—执行情况督查—将数据传导于竣工资料中。

2.3.3 竣工资料管理设计

高速公路建设工程的竣工资料是道路建设末期所必备的纲领性文件，这也表明其建设规范、工程质量及安全评估等均已达到验收标准，备份后永久性归入国家工程建设档案馆中。因此，对于确保项目竣工资料的原始性和完整性，可以较为完整地反映出工程建设过程中的标准化和规范化程度，亦反映了项目工程的整体施工质量[4]；除此以外，当项目工程发生安全隐患或事故时，竣工资料则是评判事故责任的客观、重要依据。但是，该项工作的试验检测数据整理是一项十分庞杂的系统工作，单靠传统的人工整理十分消耗精力，因此建议信息系统阮籍增添相应的原始检测数据自动生成和分析的功能模块技术。

3 高速公路工程试验检测管理信息系统组成

3.1 网络结构

对于高速公路工程试验检测数据管理信息系统来说，主要采用远程终端服务的系统管理模式运行，通过对现场数据的终端采集汇总至实验功能模块，并实时录入分析系统模块中，进而形成快速分析报告。其使用流程如下：①在材料进场时，施工单位的质检人员应及时将材料的合格证书及各项参数属性通过Excel形式导入系统中，然后质检人员开展取样工作，并将取样数据存储至移动存储卡中，并送至实验在机构进行终端集中分类取样，最后检测人员登录终端服务检测系统进行报告生成等操作，生成试验数据检测报告。从上述说明可以看出，该信息系统的结构设计主要是通过终端数据库平台和移动端现场试验平台相结合的方式进行操作，即C/S和B/S系统结构相结合的方式进行。但值得注意的是，对于试验检测系统而言，建议采用C/S架构体系，这样检测人员只需要在移动端进行账户密码登录即可进行实验数据的现场采集、录入及分析等相关工作。

3.2 数据库设计

就目前而言，计算机程序中的核心数据结构十分重要，对于大量实验数据的整理分析，这就需要比较实用的程序算法，进而划分出一定的程序运算访问权限。因此，该系统中设计一个高效率、强运算及易拓展的运算分析数据库程序是信息管理系统的重中之重，并务必使用科学性、规范性、适用性的数据程序编写原则[5]。数据库的设计则主要包括需求、概念、逻辑、物理、数据库实施及后期的运行维护六大方面。从图4可知，数据库设计的基本步骤，首先应明确数据库的类型，对于本次系统研发工作而言，主要是对试验检测数据进行录入、删除、增添、更换等事务性处理工作，而且在现实的表格录入过程中，应该尽可能地将项目中的表格进行分门别类，避免表格数据冗杂的情况发生；其次，要对数据库中数据标准化和规范化进行严格限定，要尽量降低分析工程中的系统冗余，并将数据表格中的域名进行分门别类，以便进一步明确其逻辑运算关系，而且当某一用户进行数据的批量操作时，其他用户均不可以进行数据的更改操作；除此以外，为了应对试验检测数据中存在的庞大原始数据，一定要建立起高效的索引程序，这样对于提升数据库中试验数据的提取工作大有裨益。而且，在依据实验数据进行高速公路项目的综合评估时，应采取分项汇集总项的原则进行层层评定，每个分项工程对应自身特定的质量评分标准，进而汇总成一个整体性的质量项目评定。

图4 数据库设计步骤图

3.3 系统功能结构设计

对于高速公路工程信息管理系统而言，其功能组织架构主要包括工程记录、日常办公、施工计划、计划变更、信息发布、技术交底、查询统计、数据采集、材料样品等管理功能模块，具体功能模块描述见表1。

表1 系统功能模块表

3.4 样品材料管理

样品材料管理主要分为材料的进场、取样及送样3类管理，其中进场管理可以将材料的进场时间、资质证书及生产批号作为其基本属性；取样管理可以分为人员信息、现场拍照、样品定位及取样部位4个部分；送样管理主要是依托于试验检测中心，在进行样品归类后进行样品的试验数据检测和数据分析处理工作，样品管理流程图如图5所示。

图5 样品管理流程图

3.5 数据采集管理

在该信息管理系统中，可将数据采集分为现场采集和室内采集两个功能模块。对于现场数据采集，需要技术人员利用弯压仪、回弹仪、测距仪等设备实现数据的自动采集，而室内采集则利用天平、万能机、抗渗仪等进行试验数据的自动化模式运作。通过笔者实地调研发现，无论是现场亦或室内试验检测设备，其数据连接多为串口式数据输出入模式，这就需要技术人员通过编写和限定通信协议进行数据的采集作业，并以标准的数据格式将实验数据传输至数据终端服务器中，数据采集系统如图6所示。

图6 数据采集系统图

3.6 查询统计管理

在该管理系统中，查询功能模块可以分为查询和统计两个模块，其中查询功能包括人员、仪器、样品、报告、合同、汇报、台账等子项，而分析功能包括试验检测数据中的各项检测指标、质量稳定性及检测合格率等子项；除此以外，建议植入地理信息系统，以便于对样品的试验检测点位进行客观的点位数据评估，只要在系统中选定试验检测图层，就会弹出检测区域的相应点位，进而在查询相关联的分项建设工程，也就查询到相关的试验检测数据，进一步提升了查询数据的便捷性[6]。对于分析功能模块，主要是依托于试验检测数据，进而在宏观层面上判定其建设工程的整体施工质量，但在此之前，需要植入程序判断其检测数据是否符合正态分布趋势，如果符合方可进行施工质量的统计与分析。

3.7 档案管理

在该系统中，档案管理可划分为人员信息、仪器台账、员工考勤、竣工资料等模块子项，其包含的内容相对完善，便于为后续的竣工验收做足准备，而且如果出现施工建设质量问题，科学的档案管理可以在第一时间找准相关责任单位和负责人员，具体描述见表2。

表2 档案管理系统简表

4 结论

高速公路工程试验检测在施工过程中或竣工验收阶段，是其建设工程质量重要的评定标准之一，但目前传统的实验数据管理办法并不能解决日益冗杂的庞大数据，因此构建起科学智能的信息管理体系势在必行。本文在实地调研的基础上，对高速公路工程试验检测管理体系进行了系统剖析，进而在理论层面上进行了系统管理设计，其中涉及结构设计、数据交互及功能模块等诸多方面，对于提升管理系统整体的运行效率提供了一定的理论借鉴。本文的不足之处在于功能设计中未能实现文档扫描件自动生成标准数据的功能模块，这就导致无法实现智能化检索，有待后续研究。